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      <title>集合的性能优化与常见问题 - 交互式测验</title>
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          <div class="quiz-container">
            <div class="quiz-header">
              <h1>集合的性能优化与常见问题 - 交互式测验</h1>
              <p>检验你对文档内容的理解程度</p>
            </div>
            <div id="quiz-content">
                <div class="quiz-body">
                    <div class="progress-bar">
                        <div id="progress-indicator"></div>
                    </div>
                    <div id="question-container">
                      <p id="question-text"></p>
                      <ul class="options-list" id="options-list"></ul>
                    </div>
                    <div id="result-container"></div>
                    <div id="hint-container" class="hint-container"></div>
                </div>
                <div class="quiz-footer" id="quiz-footer">
                  <button id="prev-btn" class="nav-btn">上一题</button>
                  <button id="hint-btn" class="nav-btn" style="background-color: #ffc107; color: #333; box-shadow: 0 4px 12px rgba(255,193,7,0.3);">提示</button>
                  <button id="next-btn" class="nav-btn">下一题</button>
                </div>
            </div>
          </div>
      </div>

      <script>
        const quizData = [
  {
    "question": "在处理一个需要通过索引进行大量、频繁随机访问的大型列表时，根据文档中的实战经验，应该优先选择哪种集合类型以获得最佳性能？",
    "options": [
      "LinkedList，因为它在两端增删元素的效率很高。",
      "ArrayList，因为它基于数组实现，提供了近乎O(1)的随机访问速度。",
      "TreeMap，因为它能保持元素有序，便于查找。",
      "HashSet，因为它能快速判断元素是否存在。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "文档中明确指出，ArrayList是顺序访问和随机访问的首选。它的底层是数组，可以通过索引直接定位元素，时间复杂度接近O(1)。相反，LinkedList需要从头或尾开始遍历才能找到指定索引的元素，其get(i)操作是O(n)的灾难，不适合频繁随机访问的场景。",
    "source": "文档中「集合选择」部分",
    "hint": "文档中提到，一个实习生曾因选错集合导致API响应时间飙升到几秒钟，后来通过更换集合，性能提升了20倍。"
  },
  {
    "question": "文档强调“预分配容量”的重要性。当创建一个`ArrayList`或`HashMap`并且可以预估将要存储的元素数量时，指定初始容量带来的主要性能优势是什么？",
    "options": [
      "减少了集合最终占用的总内存空间。",
      "使元素的get()操作速度变得更快。",
      "避免了在添加元素过程中多次昂贵的内部扩容和数据复制/rehash操作。",
      "增强了集合的线程安全性。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 2,
    "explanation": "当不指定初始容量时，ArrayList和HashMap会在元素数量超过当前容量时触发内部扩容。这个过程涉及创建更大的新数组、将旧数组的元素复制到新数组（对于HashMap还包括重新计算哈希值），是非常耗费CPU和时间的操作。预先分配足够的容量可以一次性完成内存分配，避免后续添加元素时发生这一系列高成本的扩容操作。",
    "source": "文档中「预分配容量」部分",
    "hint": "思考一下，当一个默认容量为10的ArrayList要装入10万个元素时，会发生什么？文档称之为“性能灾难的前奏”。"
  },
  {
    "question": "在一个高并发的系统中，多个线程需要同时读写一个共享的Map作为缓存。根据文档的建议，以下哪种实现方式是兼顾线程安全和高性能的最佳选择？",
    "options": [
      "使用 `Collections.synchronizedMap(new HashMap<>())` 进行包装。",
      "直接使用 `HashMap`，并在调用处使用 `synchronized` 关键字同步代码块。",
      "使用 `ConcurrentHashMap`。",
      "使用 `Hashtable`，因为它是JDK早期提供的线程安全的Map。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 2,
    "explanation": "文档强烈推荐使用`ConcurrentHashMap`。它采用了分段锁等更精细的锁机制，允许多个线程在不同段上并发操作，大大提高了并发性能。相比之下，`Collections.synchronizedMap`和`Hashtable`都是对整个Map加一把大锁，导致并发度极低，性能较差。",
    "source": "文档中「集合的并发灾难」部分",
    "hint": "文档提到，将一个缓存实现从 `synchronizedMap` 改造为某个特定的并发集合后，系统性能提升了5倍。"
  },
  {
    "question": "文档中描述了一个性能陷阱：在一个循环中，频繁调用`List.contains()`方法来检查一个大列表中的元素是否存在于另一个大列表中。这种操作的效率为什么很低，以及推荐的优化方案是什么？",
    "options": [
      "效率低是因为`List.contains()`每次都会触发垃圾回收；应改用`parallelStream()`来加速。",
      "效率低是因为`List.contains()`操作的平均时间复杂度是O(n)；应将用于检查的List预先转换为`HashSet`，使查询复杂度降为O(1)。",
      "效率低是因为`List.contains()`不是线程安全的；应使用`CopyOnWriteArrayList`来代替。",
      "效率低是因为循环本身开销大；应将整个逻辑改写为单个递归调用。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "在`ArrayList`中，`contains()`方法需要遍历列表中的元素来逐个比较，其时间复杂度为O(n)。如果在一个外层循环（大小为m）中调用它，总时间复杂度将达到O(m*n)，在数据量大时性能极差。将用于查找的集合转换为`HashSet`后，`contains()`方法的平均时间复杂度变为O(1)，从而将总复杂度优化到O(m)，性能得到巨大提升。",
    "source": "文档中「集合迭代的性能陷阱」部分",
    "hint": "文档中展示了一个优化方案，将一个集合类型转换为另一个，使得查询操作的复杂度从线性变成了常量时间。"
  },
  {
    "question": "在遍历一个List集合并需要根据条件移除其中某些元素时，为了避免抛出`ConcurrentModificationException`，文档推荐的正确做法是什么？",
    "options": [
      "在增强for循环 (for-each loop) 中直接调用 `list.remove()` 方法。",
      "创建一个新的空列表，只将需要保留的元素添加到新列表中。",
      "使用迭代器（Iterator）的 `remove()` 方法，或者使用Java 8及以上版本提供的 `list.removeIf()` 方法。",
      "使用传统的带索引的for循环，并在移除元素后手动将索引减一。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 2,
    "explanation": "文档中明确指出，在遍历过程中直接修改集合（如在for-each循环中调用`list.remove(obj)`）是“灾难代码”，会导致`ConcurrentModificationException`。正确的做法是使用`Iterator`，因为它的`remove()`方法会正确地维护迭代器的内部状态。Java 8引入的`removeIf()`方法则提供了更简洁、更优雅的函数式写法，是现代Java中的首选。",
    "source": "文档中「集合迭代的性能陷阱」部分",
    "hint": "文档中对比了“灾难代码”和“正确方式”，并展示了两种推荐的解决方案，其中一种是Java 8+的优雅方式。"
  },
  {
    "question": "当遇到`HashMap`因大量哈希冲突而导致性能下降时，除了优化key对象的`hashCode()`方法，文档还提到了哪种调优技巧可以用来减少冲突概率？",
    "options": [
      "将负载因子（load factor）调高，例如设置为1.0f。",
      "改用`LinkedHashMap`，因为它内部使用红黑树来解决冲突。",
      "将负载因子（load factor）适当调低，例如从默认的0.75f降至0.5f。",
      "总是使用`String`类型作为key，因为它的哈希算法是最优的。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 2,
    "explanation": "负载因子决定了`HashMap`在其容量达到什么比例时进行扩容。较低的负载因子意味着`HashMap`会在变得更满之前就进行扩容，使得哈希表更稀疏，从而减少了哈希冲突的概率。代价是会消耗更多的内存。文档中提到，在一个交易检索系统中，通过降低负载因子，99线响应时间得到了显著改善。",
    "source": "文档中「HashMap调优」部分",
    "hint": "文档提到一个可以与初始容量一起设置的浮点数参数，它通过牺牲部分内存来换取更快的查询性能。"
  },
  {
    "question": "关于Java 8 Stream API与传统for循环的性能对比，文档给出的核心观点是什么？",
    "options": [
      "Stream API由于其惰性求值和内部优化，在任何情况下都比传统for循环性能更好。",
      "对于简单操作，传统for循环通常比Stream API要快；但Stream在并行处理大数据集时有明显优势。",
      "两者性能没有本质区别，选择哪种纯粹是编码风格问题。",
      "应该总是使用`parallelStream()`替代for循环，因为它能自动利用多核CPU来提升性能。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "文档作者根据实战经验指出，对于简单的集合处理，Stream API的额外开销（如创建Stream、Collector等）会使其性能略逊于直接的for循环（约慢20%-30%）。然而，Stream的优势在于代码可读性和在特定场景下的并行处理能力。作者同时警告不要滥用`parallelStream`，因为它只在数据量大、任务可独立拆分且计算密集的情况下才能发挥优势，否则可能适得其反。",
    "source": "文档中「用对工具，事半功倍」下的「流式处理与传统循环的选择」部分",
    "hint": "作者建议，在关注性能的场景下，要“谨慎使用Stream”，并提到了并行流的适用前提。"
  }
];
        console.log("Quiz Data:", JSON.parse(JSON.stringify(quizData))); // 添加这行用于调试，以可展开的JSON格式输出
        
        let currentQuestionIndex = 0;
        let score = 0;
        // 存储每个问题的回答状态
        const userAnswers = new Array(quizData.length).fill(null); 

        const questionTextEl = document.getElementById('question-text');
        const optionsListEl = document.getElementById('options-list');
        const resultContainerEl = document.getElementById('result-container');
        const quizContentEl = document.getElementById('quiz-content');
        const progressIndicatorEl = document.getElementById('progress-indicator');
        const prevBtn = document.getElementById('prev-btn');
        const nextBtn = document.getElementById('next-btn');
        const hintBtn = document.getElementById('hint-btn');
        const hintContainerEl = document.getElementById('hint-container');

        function loadQuestion() {
          resultContainerEl.innerHTML = '';
          optionsListEl.innerHTML = '';
          hintContainerEl.style.display = 'none'; // 隐藏提示
          
          if (currentQuestionIndex >= quizData.length) {
            showFinalScore();
            return;
          }

          updateProgress();

          const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
          questionTextEl.textContent = `(${currentQuestionIndex + 1}/${quizData.length}) ${currentQuestion.question}`;
          
          currentQuestion.options.forEach((optionText, index) => {
            const li = document.createElement('li');
            li.className = 'option-item';
            li.textContent = optionText;
            li.dataset.index = index; // Store index in a data attribute
            // 如果这道题已经回答过，恢复状态
            if (userAnswers[currentQuestionIndex] !== null) {
                if (index === userAnswers[currentQuestionIndex]) {
                    li.classList.add('selected');
                }
            }
            optionsListEl.appendChild(li);
          });

          // 如果已经回答过，直接显示结果
          if (userAnswers[currentQuestionIndex] !== null) {
              const isCorrect = userAnswers[currentQuestionIndex] === currentQuestion.correctAnswerIndex;
              showResult(isCorrect, currentQuestion);
          }
          
          updateNavigationButtons();
          updateProgress();
        }

        function selectOption(optionIndex) {
            userAnswers[currentQuestionIndex] = optionIndex;
            const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
            const isCorrect = optionIndex === currentQuestion.correctAnswerIndex;

            // 重新计算分数
            score = userAnswers.reduce((acc, answer, index) => {
                return answer === quizData[index].correctAnswerIndex ? acc + 1 : acc;
            }, 0);

            showResult(isCorrect, currentQuestion);
            updateNavigationButtons();
        }
        
        function updateProgress() {
            const answeredQuestions = userAnswers.filter(answer => answer !== null).length;
            const progressPercentage = (answeredQuestions / quizData.length) * 100;
            progressIndicatorEl.style.width = `${progressPercentage}%`;
        }
        
        function updateNavigationButtons() {
            prevBtn.style.display = 'block';
            nextBtn.style.display = 'block';
            hintBtn.style.display = 'block'; // 显示提示按钮

            prevBtn.disabled = currentQuestionIndex === 0;
            nextBtn.disabled = false; // 最后一题时，下一题按钮不禁用，而是用于显示报告
            nextBtn.textContent = (currentQuestionIndex === quizData.length - 1) ? '查看报告' : '下一题';
            
            // 如果当前问题没有提示，则禁用提示按钮并隐藏提示内容
            if (!quizData[currentQuestionIndex].hint) {
                hintBtn.disabled = true;
                hintContainerEl.style.display = 'none';
                hintContainerEl.textContent = ''; // 清除旧的提示内容
            } else {
                hintBtn.disabled = false;
            }
        }

        function showResult(isCorrect, questionData) {
            resultContainerEl.innerHTML = ''; // 清空之前的结果
            const resultBox = document.createElement('div');
            resultBox.className = `result-box ${isCorrect ? 'correct' : 'incorrect'}`;
            
            let html = `<h3>${isCorrect ? '回答正确！' : '回答错误'}</h3>`;
            if (!isCorrect) {
                html += `<p><strong>正确答案是：</strong> ${questionData.options[questionData.correctAnswerIndex]}</p>`;
            }
            html += `<div class="explanation-text">${questionData.explanation}</div>`;
            html += `<div class="source-text">来源: ${questionData.source}</div>`;
            
            resultBox.innerHTML = html;
            resultContainerEl.appendChild(resultBox);

            // 禁用所有选项的点击事件，并高亮正确/错误答案
            Array.from(optionsListEl.children).forEach((child, index) => {
                child.style.pointerEvents = 'none';
                // 高亮正确答案
                if (index === questionData.correctAnswerIndex) {
                    child.classList.add('correct'); // 需要添加CSS样式
                    child.style.backgroundColor = '#d4edda';
                    child.style.borderColor = '#c3e6cb';
                }
                // 如果选错了，高亮错误选项
                if (!isCorrect && index === userAnswers[currentQuestionIndex]) {
                    child.classList.add('incorrect'); // 需要添加CSS样式
                    child.style.backgroundColor = '#f8d7da';
                    child.style.borderColor = '#f5c6cb';
                }
            });
        }

        function goToNextQuestion() {
            if (currentQuestionIndex < quizData.length - 1) {
                currentQuestionIndex++;
                loadQuestion();
            } else {
                showFinalScore();
            }
        }

        function goToPreviousQuestion() {
            if (currentQuestionIndex > 0) {
                currentQuestionIndex--;
                loadQuestion();
            }
        }
        
        function showHint() {
            const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
            if (currentQuestion.hint) {
                hintContainerEl.textContent = currentQuestion.hint;
                hintContainerEl.style.display = 'block';
            } else {
                hintContainerEl.style.display = 'none';
            }
        }

        function showFinalScore() {
            document.querySelector('.quiz-body').style.display = 'none';
            document.getElementById('quiz-footer').style.display = 'none';

            const correctCount = score;
            const totalQuestions = quizData.length;
            const answeredCount = userAnswers.filter(a => a !== null).length;
            const wrongCount = answeredCount - correctCount;
            const skippedCount = totalQuestions - answeredCount;
            const accuracy = totalQuestions > 0 ? Math.round((correctCount / totalQuestions) * 100) : 0;
            const errorRate = totalQuestions > 0 ? Math.round((wrongCount / totalQuestions) * 100) : 0;

            const finalScoreHtml =
                '<div class="final-score-container">' +
                '<h2>答题报告</h2>' +
                '<div class="score-summary">' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>得分</h3>' +
                '<p>' + correctCount + ' / ' + totalQuestions + '</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>正确率</h3>' +
                '<p>' + accuracy + '%</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>错误率</h3>' +
                '<p>' + errorRate + '%</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card score-details">' +
                '<table>' +
                '<tr><td>正确</td><td>' + correctCount + '</td></tr>' +
                '<tr><td>错误</td><td>' + wrongCount + '</td></tr>' +
                '<tr><td>未答</td><td>' + skippedCount + '</td></tr>' +
                '</table>' +
                '</div>' +
                '</div>' +
                '<div class="report-actions">' +
                '<button id="review-btn">回顾测验</button>' +
                '<button class="primary" onclick="location.reload()">再试一次</button>' +
                '</div>' +
                '</div>';

            let reportEl = document.querySelector('.final-score-container');
            if (reportEl) {
                reportEl.remove();
            }
            quizContentEl.insertAdjacentHTML('beforeend', finalScoreHtml);
            document.getElementById('review-btn').addEventListener('click', reviewQuiz);
        }

        function reviewQuiz() {
            const reportEl = document.querySelector('.final-score-container');
            if (reportEl) {
                reportEl.remove();
            }

            document.querySelector('.quiz-body').style.display = 'block';
            document.getElementById('quiz-footer').style.display = 'flex';
            
            currentQuestionIndex = 0;
            loadQuestion();
            updateNavigationButtons(); // Ensure nav buttons are correctly displayed
        }

        // Event Delegation for options
        optionsListEl.addEventListener('click', (event) => {
            if (event.target && event.target.matches('li.option-item')) {
                // Check if the question has already been answered
                if (userAnswers[currentQuestionIndex] === null) {
                    const selectedIndex = parseInt(event.target.dataset.index, 10);
                    selectOption(selectedIndex);
                }
            }
        });

        prevBtn.addEventListener('click', goToPreviousQuestion);
        nextBtn.addEventListener('click', goToNextQuestion);
        hintBtn.addEventListener('click', showHint);
        
        // 初始加载
        loadQuestion();
      </script>
    </body>
    </html>
  